KR20210131148A - 퓨즈 진단 장치, 퓨즈 진단 방법, 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 퓨즈 진단 장치는, 각각의 제1 단이 배터리 모듈의 양극 단자에 전기적으로 연결되는 복수의 퓨즈를 위한 것이다. 상기 퓨즈 진단 장치는, 상기 양극 단자와 검출 노드 간에 직렬 연결되는, 보호 저항 소자 및 제1 스위치를 포함하는 제1 전압 검출 회로; 저항 어셈블리 및 제2 스위치를 포함하는 제2 전압 검출 회로; 및 제어부를 포함한다. 상기 저항 어셈블리는, 각각의 제1 단이 상기 복수의 퓨즈 각각의 제2 단에 일대일로 연결되고, 각각의 제2 단이 공통 노드에 연결되는 복수의 보호 저항 소자를 포함한다. 상기 제2 스위치는, 상기 공통 노드와 상기 검출 노드 간에 연결된다. 상기 제어부는, 상기 제1 스위치가 턴 온되고 상기 제2 스위치가 턴 오프된 경우, 상기 검출 노드와 접지 간의 전압인 제1 샘플 전압을 검출하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 제1 스위치가 턴 오프되고 상기 제2 스위치가 턴 온된 경우, 상기 검출 노드와 상기 접지 간의 전압인 제2 샘플 전압을 검출하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 제1 샘플 전압 및 상기 제2 샘플 전압을 기초로, 상기 복수의 퓨즈 각각의 절단 여부를 결정하도록 구성된다.

Description

퓨즈 진단 장치, 퓨즈 진단 방법, 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩{FUSE DIAGNOSIS APPARATUS, FUSE DIAGNOSIS METHOD, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, AND BATTERY PACK}
본 발명은, 배터리 팩에 포함된 복수의 퓨즈를 통합적으로 진단하는 기술에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리 팩은, 배터리 모듈을 포함한다. 배터리 모듈은, 소정의 직류 전압 및 용량 조건을 만족하기 위해 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함한다. 이러한 배터리 팩은 고전력 소모 디바이스인 메인 부하(예, 전기 차량의 전기 모터를 위한 DC-AC 인버터)뿐만 아니라 저전력 소모 디바이스인 서브 부하(예, 전기 차량의 히터, 오디오, 냉각팬 등)를 위한 전력원으로 이용된다.
각 서브 부하는, 배터리 팩의 메인 전력선으로부터 분기된 서브 전력선에 전기적으로 연결된다. 또한, 각 서브 전력선에는, 서브 부하 등을 서지 전류로부터 보호하기 위한 퓨즈가 설치된다. 퓨즈는, 소정 레벨을 넘는 전류에 의해 절단되어 서브 전력선의 전류 흐름을 차단한다.
서브 전력선에 설치된 퓨즈가 절단되는 경우, 서브 부하로의 전력 공급이 차단되기 때문에, 각 퓨즈의 절단 여부를 적절히 진단할 필요가 있다.
특허문헌 1은 복수의 퓨즈 각각의 전달 여부를 진단하는 진단 장치를 개시하고 있다. 그러나, 특허문헌 1은, 각 퓨즈마다 각 퓨즈의 양단에 걸친 전압을 측정하는 회로가 필수적으로 요구한다. 따라서, 측정 회로의 개수가 적어도 퓨즈의 개수와 동일해야 하므로, 진단 장치를 구현하는 데에 비용이 상승하고, 공간상의 제약이 커지며, 회로적 복작성이 증대된다는 단점이 있다.
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0062325호(공개일자: 2017년 06월 07일)
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 병렬 저항 회로의 저항 합성 원리를 기초로, 배터리 팩의 복수의 퓨즈 각각의 절단 여부를 진단할 수 있는 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템, 및 상기 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 퓨즈 진단 장치는, 각각의 제1 단이 배터리 모듈의 양극 단자에 전기적으로 연결되는 복수의 퓨즈를 위한 것이다. 상기 퓨즈 진단 장치는, 상기 배터리 모듈의 상기 양극 단자와 검출 노드 간에 직렬 연결되는, 보호 저항 소자 및 제1 스위치를 포함하는 제1 전압 검출 회로; 저항 어셈블리 및 제2 스위치를 포함하는 제2 전압 검출 회로; 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치에 동작 가능하게 결합된 제어부를 포함한다. 상기 저항 어셈블리는, 각각의 제1 단이 상기 복수의 퓨즈 각각의 제2 단에 일대일로 연결되고, 각각의 제2 단이 공통 노드에 연결되는 복수의 보호 저항 소자를 포함한다. 상기 제2 스위치는, 상기 공통 노드와 상기 검출 노드 간에 연결된다. 상기 제어부는, 상기 제1 스위치가 턴 온되고 상기 제2 스위치가 턴 오프된 경우, 상기 검출 노드와 접지 간의 전압인 제1 샘플 전압을 검출하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 제1 스위치가 턴 오프되고 상기 제2 스위치가 턴 온된 경우, 상기 검출 노드와 상기 접지 간의 전압인 제2 샘플 전압을 검출하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 제1 샘플 전압 및 상기 제2 샘플 전압을 기초로, 상기 복수의 퓨즈 각각의 절단 여부를 결정하도록 구성된다.
상기 퓨즈 진단 장치는, 상기 공통 노드와 상기 검출 노드 간에 연결되는 검출 저항 소자를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 샘플 전압은, 상기 제1 스위치가 턴 온되고 상기 제2 스위치가 턴 오프된 경우의 상기 검출 저항 소자의 양단에 걸친 전압이다. 상기 제2 샘플 전압은, 상기 제1 스위치가 턴 오프되고 상기 제2 스위치가 턴 온된 경우의 상기 검출 저항 소자의 양단에 걸친 전압이다.
상기 저항 어셈블리에 포함된 상기 복수의 보호 저항 소자는, 서로 다른 저항값을 가질 수 있다.
상기 저항 어셈블리에 포함된 상기 복수의 보호 저항 소자로부터 선택 가능한 복수의 조합 각각의 병렬 합성 저항값은 서로 다를 수 있다.
상기 제어부는, 진단 테이블을 저장하도록 구성되는 메모리를 포함할 수 있다. 상기 진단 테이블은 복수의 진단 범위 및 상기 복수의 조합 간의 대응관계를 나타낸다.
상기 제어부는, 상기 제1 샘플 전압에 소정의 제1 변환 계수를 곱하여, 상기 배터리 모듈의 상기 양극 단자와 음극 단자 간의 전압을 나타내는 배터리 전압을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제2 샘플 전압에 소정의 제2 변환 계수를 곱하여 진단 전압을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 배터리 전압에 대한 상기 진단 전압의 비율을 나타내는 진단값을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 복수의 진단 범위 중, 상기 진단값이 속하는 진단 범위를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 복수의 조합 중, 상기 결정된 진단 범위에 대응하는 조합을 기초로, 상기 복수의 퓨즈 각각의 절단 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 진단값이 상기 복수의 진단 범위 외의 비진단 범위에 속하는 경우, 상기 진단값의 비정상을 나타내는 알람 메시지를 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 퓨즈 진단 장치는, 복수의 보호 커패시터를 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 보호 커패시터 각각의 제1 단은, 상기 복수의 퓨즈 각각의 상기 제2 단에 일대일로 연결된다. 상기 복수의 보호 커패시터 각각의 제2 단은, 상기 접지에 연결된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 관리 시스템은, 상기 퓨즈 진단 장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 관리 시스템을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 퓨즈 진단 방법은, 복수의 퓨즈 각각의 제1 단이 연결된 배터리 모듈의 양극 단자와 검출 노드 간에 직렬 연결되는, 보호 저항 소자 및 제1 스위치를 포함하는 제1 전압 검출 회로; 저항 어셈블리 및 제2 스위치를 포함하는 제2 전압 검출 회로; 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치에 동작 가능하게 결합된 제어부를 포함하는 퓨즈 진단 장치를 이용한다. 상기 저항 어셈블리는, 각각의 제1 단이 상기 복수의 퓨즈 각각의 제2 단에 일대일로 연결되고, 각각의 제2 단이 공통 노드에 연결되는 복수의 보호 저항 소자를 포함한다. 상기 제2 스위치는, 상기 공통 노드와 상기 검출 노드 간에 연결된다. 상기 퓨즈 진단 방법은, 상기 제어부가 상기 제1 스위치가 턴 온되고 상기 제2 스위치가 턴 오프된 경우, 상기 검출 노드와 접지 간의 전압인 제1 샘플 전압을 검출하는 단계; 상기 제어부가 상기 제1 스위치가 턴 오프되고 상기 제2 스위치가 턴 온된 경우, 상기 검출 노드와 상기 접지 간의 전압인 제2 샘플 전압을 검출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 제1 샘플 전압 및 상기 제2 샘플 전압을 기초로, 상기 복수의 퓨즈 각각의 절단 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 종래 기술보다 단순화된 회로 구조를 이용하여, 병렬 저항 회로의 저항 합성 원리를 기초로, 배터리 팩의 복수의 퓨즈 각각의 절단 여부를 정확하게 진단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 팩이 제1 팩 상태(예, 전기 차량의 복수의 서브 부하로부터 전기적으로 분리된 상태)와 제2 팩 상태(예, 전기 차량의 복수의 서브 부하에 전기적으로 연결된 상태) 중 어느 상태에 있더라도, 배터리 팩의 복수의 퓨즈 각각의 절단 여부를 정확하게 진단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 팩측의 전압(상세한 설명의 용어 '배터리 전압')과 퓨즈측의 전압(상세한 설명의 용어 '진단 전압')을 각각 검출하는 데에 공통의 저항 소자를 이용함으로써, 퓨즈 진단을 위해 요구되는 회로 구조를 보다 단순화할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 복수의 퓨즈가 모두 정상인 경우의 복수의 보호 저항 소자 간의 관계를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4는 복수의 퓨즈 중 일부가 절단된 경우의 복수의 보호 저항 소자 간의 관계를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 제1 팩 상태에서의 저항 어셈블리와 검출 저항 소자 간의 관계를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 제2 팩 상태에서의 저항 어셈블리와 검출 저항 소자 간의 관계를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 퓨즈 어셈블리를 진단하는 데에 이용 가능한 제1 실시예에 따른 진단 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 8은 퓨즈 어셈블리를 진단하는 데에 이용 가능한 제2 실시예에 따른 진단 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 9는 퓨즈 어셈블리를 진단하는 데에 이용 가능한 제3 실시예에 따른 진단 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 10은 본 발명에 따른 퓨즈 진단 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어부>와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 팩(10)은, 배터리 모듈(20), 커넥터(40), 퓨즈 어셈블리(30) 및 배터리 관리 시스템(100)을 포함한다.
배터리 모듈(20)은, 양극 단자(B+)와 음극 단자(B-) 간에 서로 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결되는 복수의 배터리 셀(21)을 포함한다. 각 배터리 셀(21)은, 리튬 이온 배터리 셀일 수 있다. 물론, 반복적인 충방전이 가능한 것이라면, 배터리 셀(21)의 종류는 특별히 한정되지 않는다.
커넥터(40)는 전원 단자(P+), 전원 단자(P-) 및 복수의 서브 전원 단자(P1~Pn)를 포함한다. 전원 단자(P+)와 전원 단자(P-)는 메인 부하(E0)(예, 전기 모터를 위한 DC-AC 인버터)에 전기적으로 결합 가능하도록 제공된다.
배터리 팩(10)이 전기 차량(1)에 장착되는 경우, 커넥터(40)는 전기 차량(1)의 커넥터(50)에 물리적으로 결합된다.
전원 단자(P1~Pn)는, 서브 부하(E1~En)의 제1 단에 일대일로 전기적으로 결합 가능하도록 제공된다. 서브 부하(E1~En)는 저전력 소모 디바이스로서, 예컨대 전기 차량(1)에 탑재되는 히터, 오디오, 디스플레이 등일 수 있다. 전원 단자(P-)는, 서브 부하(E1~En)의 제2 단에 전기적으로 결합 가능하도록 제공된다.
퓨즈 어셈블리(30)는 양극 단자(B+)와 전원 단자(P+)를 연결하는 메인 전력선(LM)의 분기 노드(N1)로부터 분기된 서브 전력선 다발에 설치된다. 서브 전력선 다발은 복수의 서브 전력선(LS1~LSn)을 포함한다. 복수의 서브 전력선(LS1~LSn)의 제1 단은 분기 노드(N1)에 전기적으로 결합되고, 복수의 서브 전력선(LS1~LSn)의 제2 단은 서브 전원 단자(P1~Pn)에 일대일로 전기적으로 결합된다.
퓨즈 어셈블리(30)는 복수의 퓨즈(F1~Fn)를 포함한다. 퓨즈(F1~Fn)는, 서브 전력선(LS1~LSn)에 일대일로 설치된다. 즉, 복수의 퓨즈(F1~Fn)의 제1 단은 분기 노드(N1)에 전기적으로 결합되고, 복수의 퓨즈(F1~Fn)의 제2 단은 복수의 서브 전력선(LS1~LSn)을 통해 서브 전원 단자(P1~Pn)에 일대일로 전기적으로 결합된다.
퓨즈(F1~Fn)는, 서브 부하(E1~En)와 배터리 팩(10) 내의 부품을 서지 전류로부터 보호하도록 제공된다. 예컨대, 서브 부하(E1)에 접지 단락 고장(short to ground fault)이 발생하는 경우, 서브 전력선(LS1)에 흐르는 서지 전류에 의해 퓨즈(F1)가 개로 상태(즉, 절단)로 전환된다. 이에 따라, 서브 전력선(LS1)에 흐르는 서지 전류로부터 배터리 모듈(20)과 서브 부하(E1)를 보호할 수 있다.
배터리 관리 시스템(100)은, 퓨즈 진단 장치(200)를 포함한다. 배터리 관리 시스템(100)은 전류 센서(110) 및 인터페이스부(120)를 더 포함할 수 있다.
전류 센서(110)는, 메인 전력선(LM)에 설치된다. 전류 센서(110)는, 메인 전력선(LM)을 통해 흐르는 전류의 크기와 방향을 나타내는 신호를 제어부(240)에게 전송하도록 구성된다. 예컨대, 션트 저항이나 홀 효과 소자 등이 전류 센서(110)로서 이용될 수 있다. 제어부(240)는, 전류 센서(110)로부터의 신호를 기초로, 배터리 팩(10)이 충방전 중인지 여부를 판정할 수 있다. 예컨대, 제어부(240)는 전류 센서(110)로부터의 신호를 전류값으로 환산한 다음, 전류값이 소정 범위 내이면 배터리 팩(10)의 충방전이 중단 중인 것으로 판정할 수 있다.
인터페이스부(120)는, 배터리 관리 시스템(100)과 전기 차량(1)의 상위 컨트롤러(2)(예, ECU: Electronic Control Unit) 간의 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하도록 구성된다. 통신 프토토콜의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 유선 통신은 예컨대 캔(CAN: contoller area network) 통신일 수 있고, 무선 통신은 예컨대 지그비나 블루투스 통신일 수 있다. 인터페이스부(120)는, 제어부(240)로부터의 메시지에 대응하는 정보를 사용자가 인식 가능한 형태로 제공하는 디스플레이나, 스피커 등과 같은 출력 디바이스를 포함할 수 있다.
퓨즈 진단 장치(200)는, 전압 검출 회로(210), 전압 검출 회로(220) 및 제어부(240)를 포함한다. 퓨즈 진단 장치(200)는, 검출 저항 소자(RD)를 더 포함할 수 있다. 퓨즈 진단 장치(200)는, 복수의 보호 커패시터(C1~Cn)를 더 포함할 수 있다.
전압 검출 회로(210)는, 배터리 모듈(20)의 양단에 걸친 전압인 배터리 전압에 대응하는 제1 샘플 전압(V1)을 검출하도록 제공된다. 구체적으로, 전압 검출 회로(210)는, 배터리 모듈(20)의 양극 단자(B+)와 음극 단자(B-) 간에 걸친 배터리 전압으로부터 제1 샘플 전압(V1)을 생성하도록 구성된다. 전압 검출 회로(210)는, 보호 저항 소자(ZA) 및 스위치(SW1)를 포함할 수 있다.
전압 검출 회로(220)는, 복수의 퓨즈(F1~Fn) 각각의 절단 여부에 대응하는 제2 샘플 전압(V2)을 검출하도록 제공된다. 전압 검출 회로(220)는, 배터리 전압으로부터 제2 샘플 전압(V2)을 생성하도록 구성된다. 전압 검출 회로(220)는, 저항 어셈블리(230) 및 스위치(SW2)를 포함할 수 있다.
검출 저항 소자(ZD)의 제1 단과 제2 단은 각각 검출 노드(N3)와 접지에 전기적으로 연결된다. 검출 노드(N3)는, 스위치(SW1)의 제2 단, 스위치(SW2)의 제2 단 및 검출 저항 소자(ZD)의 제1 단이 전기적으로 결합되는 전기 노드를 지칭한다.
보호 저항 소자(ZA)와 스위치(SW1)의 직렬 회로의 제1 단은 양극 단자(B+)에 전기적으로 연결된다. 보호 저항 소자(ZA)와 스위치(SW1)의 직렬 회로의 제2 단은 검출 노드(N3)에 전기적으로 연결된다. 스위치(SW1)는, 보호 저항 소자(ZA)와 검출 노드(N3) 간의 전류 경로를 선택적으로 개폐하도록 제공된다. 스위치(SW1)는, 제어부(240)로부터의 전압 검출 명령(S1)에 응답하여, 턴 온된다. 스위치(SW1)가 턴온된 경우, 양극 단자(B+)와 접지 사이에서, 보호 저항 소자(ZA), 스위치(SW1)와 검출 저항 소자(ZD)의 직렬 회로를 통한 전류 경로가 형성된다. 스위치(SW1)가 턴 온된 경우, 배터리 전압은, 보호 저항 소자(ZA)의 저항값(resistance)과 검출 저항 소자(ZD)의 저항값에 의한 분압비에 따라 분압된다.
본 명세서에 있어서, 특정 저항값 X과 다른 저항값 Y에 의한 분압비란, Y/(X+Y)를 나타낸다. 예컨대, 배터리 전압 = 200V, 보호 저항 소자(ZA)의 저항값 = 99kΩ, 검출 저항 소자(ZD)의 저항값 = 1kΩ인 경우, 분압비는 1kΩ/(99kΩ+1kΩ)=1/100이고, 검출 저항 소자(ZD)의 양단에 걸친 전압은 2V이다. 제1 샘플 전압(V1)은, 스위치(SW1)는 턴 온되고 스위치(SW2)는 턴 오프된 때의, 검출 노드(N3)와 접지 간의 전압이다.
제어부(240)는, 그것에 내장된 ADC(Analog to Digital Converter)를 이용하여, 제1 샘플 전압(V1)을 결정한 다음, 제1 샘플 전압(V1)을 기초로, 배터리 전압을 결정할 수 있다. 예컨대, 제어부(240)는 제1 샘플 전압(V1)에 소정의 제1 변환 계수를 곱한 값을 배터리 전압으로 결정할 수 있다. 제1 변환 계수는, 제1 기준 분압비의 역수일 수 있다. 제1 기준 분압비는, 보호 저항 소자(ZA)의 기준 저항값과 검출 저항 소자(ZD)의 기준 저항값에 의한 분압비이다. 본 명세서에 있어서, 어느 저항 소자의 기준 저항값이란, 소정의 기준 온도(예, 25℃)에서의 그 저항 소자의 저항값을 나타낼 수 있다.
저항 어셈블리(230)는, 복수의 보호 저항 소자(ZP1~ ZPn)를 포함한다. 보호 저항 소자(ZP1~ ZPn)는, 각각의 제1 단이 복수의 퓨즈(F1~Fn) 각각의 제2 단에 일대일로 전기적으로 연결되고, 각각의 제2 단이 공통 노드(N2)에 전기적으로 연결된다. 공통 노드(N2)는, 보호 저항 소자(ZP1~ ZPn)의 제2 단과 스위치(SW2)의 제1 단이 전기적으로 결합되는 전기 노드를 지칭한다.
보호 커패시터(C1~Cn)는, 제1 단이 보호 저항 소자(ZP1~ ZPn)의 제1 단에 일대일로 전기적으로 연결되고, 제2 단이 접지에 전기적으로 연결된다. 보호 커패시터(C1~Cn)는, 보호 저항 소자(ZP1~ ZPn)와 RC 필터를 형성함으로써, 급격한 전압 변동으로부터 퓨즈 진단 장치(200)를 보호한다.
스위치(SW2)는, 공통 노드(N2)와 검출 노드(N3) 사이에 전기적으로 연결된다. 스위치(SW2)는, 공통 노드(N2)와 검출 노드(N3) 간의 전류 경로를 선택적으로 개폐하도록 제공된다. 스위치(SW2)는, 제어부(240)로부터의 전압 검출 명령(S2)에 응답하여, 턴 온된다. 여기서, 제2 샘플 전압(V2)은, 스위치(SW1)는 턴 오프되고 스위치(SW2)가 턴 온된 때의 검출 노드(N3)와 접지 간의 전압이다.
제어부(240)는, 스위치(SW1)와 스위치(SW2)가 함께 턴 온되지 않도록, 전압 검출 명령(S1)과 전압 검출 명령(S2)을 서로 다른 시점에 출력할 수 있다. 예컨대, 제어부(240)는, 전압 검출 명령(S1)과 전압 검출 명령(S2) 중 어느 하나가 출력된 제1 시점으로부터 소정 시간(예, 0.1 msec)이 경과한 제2 시점에 다른 하나를 출력할 수 있다.
스위치(SW1)와 스위치(SW2)는, 릴레이, 전계효과 트랜지스터(FET: Field Effect Transistor) 등의 스위칭 소자이다.
제어부(240)는, '제어 회로'라고 칭할 수도 있으며, 하드웨어적으로, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 제어부(240)의 동작에 요구되는 전력은 배터리 모듈(20)로부터 제공될 수 있다.
제어부(240)에는 메모리(241)가 내장될 수 있다. 메모리(241)에는, 후술할 방법들을 실행하는 데에 필요한 프로그램 및 각종 데이터가 저장될 수 있다. 메모리(241)는, 예컨대 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
제어부(240)는, 제1 샘플 전압(V1) 및 제2 샘플 전압(V2)을 기초로, 복수의 퓨즈(F1~Fn) 각각의 절단 여부를 결정한다. 구체적으로, 제어부(240)는, 제1 샘플 전압(V1)에 소정의 제1 변환 계수를 곱하여 배터리 전압을 결정할 수 있다. 제어부(240)는, 제2 샘플 전압(V2)에 소정의 제2 변환 계수를 곱하여 진단 전압을 결정할 수 있다. 제어부(240)는, 배터리 전압에 대한 진단 전압의 비율을 나타내는 진단값을 결정한다. 예를 들어, 제어부(240)는, 진단 전압(예, 180V)/배터리 전압(예, 280V)과 동일하게 진단값(예, 180/200=0.9)을 결정할 수 있다. 제어부(240)는, 진단값 및 진단 테이블을 기초로, 복수의 퓨즈(F1~Fn) 각각의 절단 여부를 결정할 수 있다. 제1 변환 계수, 제2 변환 계수 및 진단 테이블에 대하여는 후술하기로 한다.
주목할 점은, 복수의 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)의 저항값은 적어도 다음의 기본 조건들을 만족한다는 점이다.
<기본 조건 1> : 복수의 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)의 저항값은 서로 다름
<기본 조건 2> : 복수의 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)로부터 선택 가능한 복수의 조합 각각의 병렬 합성 저항값은 서로 다름
기본 조건 1 및 기본 조건 2는, 병렬 저항 회로의 저항 합성 원리에 따라, 복수의 퓨즈(F1~Fn) 각각의 절단 여부를 구분하기 위한 것이다.
도 2는 복수의 퓨즈가 모두 정상인 경우의 복수의 보호 저항 소자 간의 관계를 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 3 및 도 4는 복수의 퓨즈 중 일부가 절단된 경우의 복수의 보호 저항 소자 간의 관계를 예시적으로 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 2 내지 도 4에는, n=3 즉, 퓨즈 어셈블리(30)가 총 3개의 퓨즈(F1~F3)를 포함하고, 저항 어셈블리(230)가 총 3개의 보호 저항 소자(ZP1~ZP3)를 포함하는 것으로 도시하였으며, 나머지 구성은 생략하였다.
본 명세서에 있어서, 복수의 보호 저항 소자(ZP1~ZPn) 중, 정상인 보호 저항 소자(들)의 병렬 합성 저항값을 '상측 저항값'이라고 칭할 수 있다. 즉, 상측 저항값은, 분기 노드(N1)와 공통 노드(N2) 간의 총 저항값을 나타낼 수 있다. 퓨즈 어셈블리(30)의 상태가 동일하다면, 제1 팩 상태의 상측 저항값과 제2 팩 상태의 상측 저항값은 서로 동일하다.
본 명세서에 있어서, 공통 노드(N2)와 접지 간의 총 저항값을 '하측 저항값'이라고 칭할 수 있다. 퓨즈 어셈블리(30)의 상태가 동일하더라도, 제1 팩 상태의 하측 저항값과 제2 팩 상태의 하측 저항값은 서로 상이할 수 있다.
퓨즈(F1~Fn)의 저항값과 서브 부하(E1~En)의 저항값은 보호 저항 소자의 저항값 대비 상당히 작다. 예컨대, i = 1~n일 때, 퓨즈(Fi)의 저항값과 서브 부하(Ei)의 저항값 각각은, 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)의 저항값의 소정 비율(예, 1/1000) 이하일 수 있다. 도 2를 참조하면, 좌측 상황과 같이 퓨즈(F1~Fn)가 모두 정상인 경우, 복수의 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)의 제1 단은 서로 동전위로 취급 가능하고, 복수의 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)의 제2 단 역시 서로 동전위이다. 따라서, 도 2의 좌측 상황을 우측 상황과 같이 복수의 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)가 병렬 연결된 것으로 등가화할 수 있다. 그러면, 병렬 저항 회로의 저항 합성 원리에 따라, 상측 저항값(RUP)은 아래의 수식 1과 같이 표현될 수 있다.
<수식 1>
Figure pat00001
수식 1에서, RP1, RP2, RP3 각각은, 3개의 보호 저항 소자(ZP1~ZP3)의 저항값이다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 좌측 상황과 같이 퓨즈(F1)만이 절단된 경우, 절단된 퓨즈(F1)에 대응하는 보호 저항 소자(ZP1)를 제외한 나머지 보호 저항 소자(ZP2, ZP3)만이 병렬 연결된다. 따라서, 도 3의 좌측 상황을 도 3의 우측 상황과 같이 등가화할 수 있다. 그러면, 병렬 저항 회로의 저항 합성 원리에 따라, 상측 저항값(RUP)은 아래의 수식 2와 같이 표현될 수 있다.
<수식 2>
Figure pat00002
이어서, 도 4를 참조하면, 퓨즈(F1) 대신 퓨즈(F2)만이 절단된 경우, 절단된 퓨즈(F2)에 대응하는 보호 저항 소자(ZP2)를 제외한 나머지 보호 저항 소자(ZP1, ZP3)만이 병렬 연결된다. 따라서, 도 4의 좌측 상황을 도 4의 우측 상황과 같이 등가화한 때의 상측 저항값(RUP)은 아래의 수식 3과 같이 표현될 수 있다.
<수식 3>
Figure pat00003
기본 조건 2에 의해, 수식 1-3의 RUP는 서로 다르다.
기본 조건 2와 관련하여, 복수의 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)로부터 선택 가능한 조합의 총 개수는 다음의 수식 4에 따른다.
<수식 4>
Figure pat00004
수식 4에서, n은 저항 어셈블리(230)에 포함된 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)의 총 개수, r은 보호 저항 소자(ZP1~ZPn) 중에서 선택할 개수, N은 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)로부터 선택 가능한 조합의 총 개수이다. 예를 들어, 총 3개의 보호 저항 소자(ZP1~ZP3)가 저항 어셈블리(230)에 포함된 경우, 총 1+3+3+1=8가지의 조합이 존재하고, 이들 8개 조합에서의 상측 저항값이 서로 다르다.
이하에서는, 배터리 팩(10)이 전기 차량(1)에 미장착된 상태를 '제1 팩 상태'라고 칭하고, 배터리 팩(10)이 전기 차량(1)에 장착된 상태를 '제2 팩 상태'라고 칭할 수 있다. 제1 팩 상태에서는 인터페이스부(120)와 상위 컨트롤러(2) 간의 통신이 비활성화되는 한편, 제2 팩 상태에서는 인터페이스부(120)와 상위 컨트롤러(2) 간의 통신이 활성화된다. 따라서, 제어부(120)는, 인터페이스부(120)와 상위 컨트롤러(2) 간의 통신 상태를 기초로, 배터리 팩(10)이 제1 팩 상태인지 제2 팩 상태인지 여부를 결정할 수 있다.
도 5는 제1 팩 상태에서의 저항 어셈블리와 검출 저항 소자 간의 관계를 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 6은 제2 팩 상태에서의 저항 어셈블리와 검출 저항 소자 간의 관계를 예시적으로 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 5 및 도 6에서는, 도 2 내지 도 4와 같이, 퓨즈 어셈블리(30)가 총 3개의 퓨즈(F1~F3)를 포함하고, 저항 어셈블리(230)가 총 3개의 보호 저항 소자(ZP1~ZP3)를 포함하는 것으로 도시하였다. 또한, 도 5 및 도 6에서는, 도 3에서와 같이, 퓨즈(F1)만이 절단된 것으로 예시하였다.
도 5의 좌측 상황과 같이, 제1 팩 상태에서 퓨즈(F1)가 절단된 경우, 보호 저항 소자(ZP1)의 제1 단은 전기적으로 플로팅 상태가 된다. 그 이유는, 커넥터(40)가 커넥터(50)에 결합되어 있지 않아, 보호 저항 소자(ZP1)를 통한 전류 흐름이 차단되기 때문이다. 결과적으로, 보호 저항 소자(ZP1)는 나머지 보호 저항 소자(ZP2, ZP3) 및 검출 저항 소자(ZD)에 어떠한 영향도 미치지 못하게 된다. 따라서, 스위치(SW2)가 턴 온되면, 도 5의 우측 상황과 같이, 분기 노드(N1)와 접지 사이에서, 보호 저항 소자(ZP2)와 보호 저항 소자(ZP3)의 병렬 회로가 검출 저항 소자(ZD)에 직렬로 결합된 것으로 등가화할 수 있다.
다음으로, 도 6을 좌측 상황과 같이, 제2 팩 상태에서는, 퓨즈(F1)가 절단된 경우, 보호 저항 소자(ZP1)의 제1 단이 플로팅 상태로 되지 않는다는 점에서 제1 팩 상태와는 상이하다. 그 이유는, 커넥터(40)가 커넥터(50)에 결합되어, 보호 저항 소자(ZP1)의 제1 단이 서브 전력선(LS1)을 통해 접지에 전기적으로 결합되기 때문이다. 결과적으로, 보호 저항 소자(ZP1)는 공통 노드(N2)와 접지 사이에 전기적으로 결합된다. 따라서, 스위치(SW2)가 턴 온되면, 도 6의 우측 상황과 같이, 분기 노드(N1)와 공통 노드(N2)의 사이에 보호 저항 소자(ZP2)와 보호 저항 소자(ZP3)의 병렬 회로가 연결되고, 공통 노드(N2)와 접지의 사이에 검출 저항 소자(ZD)와 보호 저항 소자(ZP1)의 병렬 회로가 연결된 것으로 도 6을 좌측 상황을 등가화할 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 제1 팩 상태에서는, 복수의 퓨즈(F1~Fn) 중 하나 이상이 절단되더라도, 하측 저항값(RDW)은 검출 저항 소자(ZD)의 저항값과 동일 수준으로 유지된다. 반면, 도 6을 참조하면, 제2 팩 상태에서는, 복수의 퓨즈(F1~Fn) 중 적어도 하나가 절단되면, 절단된 각 퓨즈(예, F1)에 대응하는 보호 저항 소자(예, ZP1)가 검출 저항 소자(ZD)에 병렬 연결된다. 따라서, 제2 팩 상태에서는, 복수의 퓨즈(F1~Fn) 중 적어도 하나가 절단되면, 하측 저항값(RDW)이 검출 저항 소자(ZD)의 저항값보다 작아진다.
다음의 수식 5는, 도 6의 상황에서의 하측 저항값(RDW)을 나타낸다.
<수식 5>
Figure pat00005
수식 5에서, RD는 검출 저항 소자(ZD)의 저항값이다.
도 5 및 도 6를 비교해보면, 퓨즈 어셈블리(30)의 상태가 동일하더라도, 제1 팩 상태와 제2 팩 상태 중 어느 것인지에 따라, 상측 저항값과 하측 저항값에 의한 분압비가 변동되며, 이에 따라 제2 샘플 전압(V2) 역시 변동될 수 있음을 확인할 수 있다.
따라서, 제1 팩 상태에 대한 진단 테이블(도 7 참조)과 제2 팩 상태에 대한 진단 테이블(도 8 참조)이 메모리(241)에 저장될 수 있다. 대안적으로, 제1 팩 상태인지 제2 팩 상태인지에 무관하게, 퓨즈(F1~Fn) 각각의 절단 여부를 결정하는 데에 이용되는 진단 테이블(도 9 참조)이 메모리(241)에 저장될 수 있다.
아울러, 각 저항 소자의 저항값은 그것의 온도에 영향을 받는다. 따라서, 퓨즈 진단 장치(200)에 포함되는 각 저항 소자에 대하여, 소정의 최저 온도에서의 저항값(이하, '최소 저항값'이라고 칭할 수 있음)과 최고 온도에서의 저항값(이하, '최대 저항값'이라고 칭할 수 있음)을 고려하여, 각 진단 테이블이 작성될 필요가 있다.
특정 저항 소자에 대하여, 최소 저항값은 다음의 수식 6으로, 최대 저항값은 다음의 수식 7로 나타낼 수 있다.
<수식 6>
Figure pat00006
<수식 7>
Figure pat00007
수식 6 및 수식 7에서, T0는 기준 온도(예, 25℃), α는 특정 저항 소자의 저항값의 허용 오차(tolerance)를 나타내는 0~1의 소정의 보상 계수(예, 0.01), β는 특정 저항 소자의 온도 계수(temperature coefficient), Tmin은 소정의 최저 온도(예, -40℃), Tmax는 소정의 최고 온도(예, +85℃), RX_0는 특정 저항 소자의 기준 저항값, RX_min는 최소 저항값, RX_max는 최대 저항값이다. 예를 들어, 보호 저항 소자(ZP1)의 기준 저항값(RP1_0), 보호 저항 소자(ZP2)의 기준 저항값(RP2_0), 보호 저항 소자(ZP3)의 기준 저항값(RP3_0) 및 검출 저항 소자(ZD)의 기준 저항값(RD_0)은, 2.897 MΩ, 1.497 MΩ, 750 kΩ, 5 kΩ일 수 있다.
각 저항 소자의 기준 저항값, 최소 저항값 및 최대 저항값 중 적어도 하나는 메모리(241)에 미리 저장될 수 있다. 각 저항 소자의 기준 저항값만이 메모리(241)에 저장되어 있는 경우, 제어부(240)는, 수식 6과 수식 7을 이용하여, 각 저항 소자의 최소 저항값과 최대 저항값을 산출할 수 있다.
도 7은 퓨즈 어셈블리를 진단하는 데에 이용 가능한 제1 실시예에 따른 진단 테이블을 예시적으로 보여준다. 설명의 편의를 위해, 도 7에서는, 도 2 내지 도 6과 같이, 퓨즈 어셈블리(30)가 총 3개의 퓨즈(F1~F3)를 포함하고, 저항 어셈블리(230)가 총 3개의 보호 저항 소자(ZP1~ZP3)를 포함하는 경우의 진단 테이블(700)을 예시하였다.
도 7을 참조하면, 제어부(240)는, 제1 팩 상태에서, 진단 테이블(700)을 이용하여, 퓨즈 어셈블리(30)를 진단할 수 있다. 진단 테이블(700)은, 복수의 진단 범위와 복수의 조합 간의 대응관계를 나타내는 데이터 배열을 포함한다. 전술된 바와 같이, 총 3개의 보호 저항 소자(ZP1~ZP3)에 대한 총 8개의 조합이 존재하므로, 진단 테이블(700)에도 총 8개의 진단 범위와 총 8개의 조합 간의 대응관계를 예시하였다. 도 7에는, 진단 테이블(700)의 8개의 진단 범위들이 중앙값을 기준으로 내림차순 정렬되었다.
C#1은 3개의 보호 저항 소자(ZP1~ZP3)가 모두 선택된 조합이다. C#1은 퓨즈(F1~F3)가 모두 정상인 상황을 나타낸다. Amin#1은 C#1에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 소정의 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. 예컨대, 최대 상측 저항값 = 510 kΩ, 최소 하측 저항값 = 5 kΩ, 제2 변환 계수 = 100인 경우, Amin#1 = 5 kΩ/(510 kΩ + 5 kΩ) × 100 = 0.97이다. Amax#1은 C#1에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. 예컨대, 최소 상측 저항값 = 498 kΩ, 최대 하측 저항값 = 5.2 kΩ, 제2 변환 계수 = 100인 경우, Amax#1 = 5.2 kΩ/(498 kΩ + 5.2 kΩ) × 100 = 1.03이다.
제1 팩 상태에서, 특정 조합의 최대 상측 저항값은, 최대 온도에서의 상측 저항값을 나타낸다. 예컨대, C#1에서의 최대 상측 저항값(RUP_max#1)은, 보호 저항 소자(ZP1), 보호 저항 소자(ZP2) 및 보호 저항 소자(ZP3)의 최대 저항값의 병렬 합성 결과로서, RUP_max#1 = 1/{1/(1/RP1_max + 1/RP2_max + 1/RP3_max)}와 동일하다.
제1 팩 상태에서, 특정 조합의 최소 상측 저항값은, 최소 온도에서의 상측 저항값을 나타낸다. 예컨대, C#1에서의 최소 상측 저항값(RUP_min#1)은, 보호 저항 소자(ZP1), 보호 저항 소자(ZP2) 및 보호 저항 소자(ZP3)의 최소 저항값의 병렬 합성 결과로서, RUP_min#1 = 1/{1/(1/RP1_min + 1/RP2_min + 1/RP3_min)}와 동일하다.
제1 팩 상태에서, 특정 조합의 기준 상측 저항값은, 기준 온도에서의 상측 저항값을 나타낸다. 예컨대, C#1에서의 기준 상측 저항값(RUP_0#1)은, 보호 저항 소자(ZP1), 보호 저항 소자(ZP2) 및 보호 저항 소자(ZP3)의 기준 저항값의 병렬 합성 결과로서, RUP_0#1 = 1/{1/(1/RP1_0 + 1/RP2_0 + 1/RP3_0)}와 동일하다.
제1 팩 상태에서, 기준 하측 저항값은, 검출 저항 소자(ZD)의 기준 저항값(RD_0)을 나타낸다. 제2 변환 계수는, 소정의 제2 기준 분압비의 역수이다. 제2 기준 분압비는, 모든 퓨즈(F1~F3)가 정상일 경우(즉, C#1)의 기준 상측 저항값(RUP_0#1)과 기준 하측 저항값(RD_0)에 의한 분압비 즉, RD_0 /(RUP_0#1 + RD_0)이다.
C#2은 보호 저항 소자(ZP2)와 보호 저항 소자(ZP3)는 선택되고, 보호 저항 소자(ZP1)는 선택되지 않은 조합이다. C#2은 퓨즈(F1)가 절단되고, 퓨즈(F2)와 퓨즈(F3)는 정상인 상황을 나타낸다. Amin#2은 C#2에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Amax#2은 C#2에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
C#3은 보호 저항 소자(ZP1)와 보호 저항 소자(ZP3)는 선택되고, 보호 저항 소자(ZP2)는 선택되지 않은 조합이다. C#3은 퓨즈(F2)가 절단되고, 퓨즈(F1)와 퓨즈(F3)는 정상인 상황을 나타낸다. Amin#3은 C#3에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Amax#3은 C#3에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
C#4은 보호 저항 소자(ZP1)와 보호 저항 소자(ZP2)는 선택되고, 보호 저항 소자(ZP3)는 선택되지 않은 조합이다. C#4은 퓨즈(F3)가 절단되고, 퓨즈(F1)와 퓨즈(F2)는 정상인 상황을 나타낸다. Amin#4은 C#4에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Amax#4은 C#4에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
C#5은 보호 저항 소자(ZP3)는 선택되고, 보호 저항 소자(ZP1)와 보호 저항 소자(ZP2)는 선택되지 않은 조합이다. C#5은 퓨즈(F1)와 퓨즈(F2)는 절단되고, 퓨즈(F3)는 정상인 상황을 나타낸다. Amin#5은 C#5에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Amax#5은 C#5에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
C#6은 보호 저항 소자(ZP2)는 선택되고, 보호 저항 소자(ZP1)와 보호 저항 소자(ZP3)는 선택되지 않은 조합이다. C#6은 퓨즈(F1)와 퓨즈(F3)는 절단되고, 퓨즈(F2)는 정상인 상황을 나타낸다. Amin#6은 C#6에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Amax#6은 C#6에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
C#7은 보호 저항 소자(ZP1)는 선택되고, 보호 저항 소자(ZP2)와 보호 저항 소자(ZP3)는 선택되지 않은 조합이다. C#7은 퓨즈(F2)와 퓨즈(F3)는 절단되고, 퓨즈(F1)는 정상인 상황을 나타낸다. Amin#7은 C#7에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Amax#7은 C#7에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
C#8은 보호 저항 소자(ZP1), 보호 저항 소자(ZP2) 및 보호 저항 소자(ZP3)가 모두 선택되지 않은 조합이다. C#8은 퓨즈(F1, F2, F3)가 모두 절단된 상황을 나타낸다. Amin#8은 C#8에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Amax#8은 C#8에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. 다만, C#8에 있어서, 분기 노드(N1)와 공통 노드(N2)는 전기적으로 서로 분리되므로, Amin#8과 Amax#8은 0으로 설정될 수 있다.
저항 분배 원리를 고려할 때, Amin_i < Amax_i (i=1~N-1)임을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 또한, i < j라면, Amin_i > Amin_j이고, Amax_i > Amax_j임을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
보호 저항 소자(ZP1~ZPn)의 저항값은 다음의 추가 조건 1을 만족할 수 있다.
<추가 조건 1> : Amin#i > Amax#i+1 (i = 1 ~ N-1)
추가 조건 1은, 진단 테이블(700)의 복수의 진단 범위 간의 중복을 방지하기 위한 것이다.
제1 팩 상태에서, 제어부(240)는, 진단값이 속하는 진단 범위에 대응하는 조합을 기초로, 퓨즈(F1~Fn) 각각의 절단 여부를 결정한다. 즉, i = 1 ~ N이라고 할 때, 진단값이 진단 범위 Amin#i ~ Amax#i 이내인 경우, C#i에 대응하는 퓨즈가 절단된 것으로 판정한다. 일 예로, 진단값이 진단 범위 Amin#1 ~ Amax#1 이내인 경우, 퓨즈(F1~F3) 모두가 정상인 것으로 판정된다. 다른 예로, 진단값이 진단 범위 Amin#2 ~ Amax#2 이내인 경우, 퓨즈(F2, F3)는 정상으로, 퓨즈(F1)는 절단된 것으로 판정된다. 다른 예로, 진단값이 진단 범위 Amin#7 ~ Amax#7 이내인 경우, 퓨즈(F1)는 정상으로, 퓨즈(F2 , F3)는 절단된 것으로 판정된다.
한편, i = 1 ~ N-1이라고 할 때, 진단값이 비진단 범위 Amin#i ~ Amax#i+1 이내인 경우, 제어부(240)는 진단값의 연산 과정 중에 에러가 발생한 것으로 판정할 수 있다. 이 경우, 제어부(240)는, 알람 메시지를 인터페이스부(120)에게 출력할 수 있다. 대안적으로, 제어부(240)는, 진단값이 Amax#i+1보다 Amin#i에 가까운 경우, C#i에 대응하는 퓨즈가 절단된 것으로 판정하고, 진단값이 Amin#i보다 Amax#i+1에 가까운 경우, C#i+1에 대응하는 퓨즈가 절단된 것으로 판정할 수 있다.
도 8은 퓨즈 어셈블리를 진단하는 데에 이용 가능한 제2 실시예에 따른 진단 테이블을 예시적으로 보여준다. 설명의 편의를 위해, 도 8에서는, 도 2 내지 도 6과 같이, 도 2 내지 도 6과 같이, 퓨즈 어셈블리(30)가 총 3개의 퓨즈(F1~F3)를 포함하고, 저항 어셈블리(230)가 총 3개의 보호 저항 소자(ZP1~ZP3)를 포함하는 경우의 진단 테이블(800)을 예시하였다.
도 8을 참조하면, 제어부(240)는, 제2 팩 상태에서, 진단 테이블(800)을 이용하여, 퓨즈 어셈블리(30)를 진단할 수 있다. 진단 테이블(800)은, 복수의 진단 범위와 복수의 조합 간의 대응관계를 나타내는 데이터 배열을 포함한다. 도 7의 진단 테이블(700)과 마찬가지로, 진단 테이블(800)에도 총 8개의 진단 범위와 총 8개의 조합 간의 대응관계를 예시하였다. 진단 테이블(700)과 진단 테이블(800)에 나타낸 8개의 조합과 그 정렬 순서는 서로 동일하다.
Bmin#1은 C#1에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Bmax#1은 C#1에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. 제2 변환 계수는, 퓨즈(F1~F3)가 모두 정상일 경우(즉, C#1)의 기준 상측 저항값과 기준 하측 저항값에 의한 분압비의 역수이다.
특정 조합에 있어서, 제2 팩 상태의 최대 상측 저항값은, 제1 팩 상태의 최대 상측 저항값(도 7에 대한 설명 참조)과 동일하다.
특정 조합에 있어서, 제2 팩 상태의 최소 상측 저항값은, 제1 팩 상태의 최소 상측 저항값(도 7에 대한 설명 참조)과 동일하다.
특정 조합에 있어서, 제2 팩 상태의 기준 상측 저항값은, 제1 팩 상태의 기준 상측 저항값과 동일하다.
주목할 점은, 특정 조합에 있어서, 제2 팩 상태의 최대 하측 저항값, 최소 하측 저항값 및 기준 하측 저항값 각각은, 제1 팩 상태의 최대 하측 저항값, 최소 하측 저항값 및 기준 하측 저항값과는 상이하다는 것이다. 그 이유는, 제2 팩 상태에서, 절단된 퓨즈에 대응하는 보호 저항 소자는, 플로팅 상태로 전환되는 대신, 검출 저항 소자(ZD)에 병렬 연결(도 6 참조)되기 때문이다.
제2 팩 상태에서, 특정 조합의 최대 하측 저항값은, 특정 조합에 따른 절단된 퓨즈에 대응하는 각 보호 저항 소자의 최대 저항값과 검출 저항 소자(ZD)의 최대 저항값의 병렬 합성 저항값이다. 일 예로, C#1에서는, 절단된 퓨즈가 없기 때문에, 최대 하측 저항값은 검출 저항 소자(ZD)의 최대 저항값과 동일하다.
제2 팩 상태에서, 특정 조합의 최소 하측 저항값은, 특정 조합에 따른 절단된 퓨즈에 대응하는 각 보호 저항 소자의 최소 저항값과 검출 저항 소자(ZD)의 최소 저항값의 병렬 합성 저항값이다. 일 예로, C#1에서는, 절단된 퓨즈가 없기 때문에, 최소 하측 저항값은 검출 저항 소자(ZD)의 최소 저항값과 동일하다.
제2 팩 상태에서, 특정 조합의 기준 하측 저항값은, 특정 조합에 따른 절단된 퓨즈에 대응하는 각 보호 저항 소자의 기준 저항값과 검출 저항 소자(ZD)의 기준 저항값의 병렬 합성 저항값이다. 일 예로, C#1에서는, 절단된 퓨즈가 없기 때문에, 기준 하측 저항값은 검출 저항 소자(ZD)의 기준 저항값과 동일하다. 다른 예로, 도 6과 같이 퓨즈(F1)가 절단된 경우, 기준 하측 저항값은 보호 저항 소자(ZD)의 기준 저항값(RP1_0)과 검출 저항 소자(ZD)의 기준 저항값(RD_0)의 병렬 합성 결과로서, 1/{1/(1/RP1_0 + 1/RD_0)}와 동일하다.
Bmin#2은, 제2 팩 상태에서, C#2에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Bmax#2은, 제2 팩 상태에서, C#2에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. 일 예로, C#2에서의 최소 하측 저항값은 보호 저항 소자(ZP1)의 최소 저항값(RP1_min)과 검출 저항 소자(ZD)의 최소 저항값(RD_min)의 병렬 합성 결과로서, 1/{1/(1/RP1_min + 1/RD_min)}와 동일하다. 다른 예로, C#2에서의 최대 하측 저항값은 보호 저항 소자의 최대 저항값과 검출 저항 소자(ZD)의 최대 저항값의 병렬 합성 결과로서, 1/{1/(1/RP1_max + 1/RD_max)}와 동일하다.
Bmin#3은 C#3에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Bmax#3은 C#3에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
Bmin#4은 C#4에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Bmax#4은 C#4에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
Bmin#5은 C#5에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Bmax#5은 C#5에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
Bmin#6은 C#6에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Bmax#6은 C#6에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
Bmin#7은 C#7에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Bmax#7은 C#7에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다.
Bmin#8은 C#8에서의 최대 상측 저항값과 최소 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. Bmax#8은 C#8에서의 최소 상측 저항값과 최대 하측 저항값에 의한 분압비에 제2 변환 계수가 곱해진 값이다. C#8에 있어서, 분기 노드(N1)와 공통 노드(N2)는 전기적으로 서로 분리되므로, Bmin#8과 Bmax#8은 0으로 설정될 수 있다.
저항 분배 원리를 고려할 때, Bmin_i < Bmax_i (i=1~N-1)임을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 또한, i < j라면, Bmin_i > Bmin_j이고, Bmax_i > Bmax_j임을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
복수의 보호 저항 소자(ZP1~ZPn)의 저항값은 다음의 추가 조건 2를 만족할 수 있다.
<추가 조건 2> : Bmin#i > Bmax#i+1 (i = 1 ~ N-1 )
추가 조건 2는, 진단 테이블(800)의 복수의 진단 범위 간의 중복을 방지하기 위한 것이다.
제2 팩 상태에서, 제어부(240)는, 진단값이 속하는 진단 범위에 대응하는 조합을 기초로, 퓨즈(F1~Fn) 각각의 절단 여부를 결정한다. 즉, i = 1 ~ N이라고 할 때, 진단값이 진단 범위 Bmin#i ~ Bmax#i 이내인 경우, C#i에 대응하는 퓨즈가 절단된 것으로 판정한다.
한편, i = 1 ~ N-1이라고 할 때, 진단값이 비진단 범위 Bmin#i ~ Bmax#i+1 이내인 경우, 제어부(240)는 진단값의 연산 과정 중에 에러가 발생한 것으로 판정할 수 있다. 이 경우, 제어부(240)는, 진단값의 비정상을 나타내는 알람 메시지를 인터페이스부(120)에게 출력할 수 있다. 대안적으로, 제어부(240)는, 진단값이 Bmax#i+1보다 Bmin#i에 가까운 경우, C#i에 대응하는 퓨즈가 절단된 것으로 판정하고, 진단값이 Bmin#i보다 Bmax#i+1에 가까운 경우, C#i+1에 대응하는 퓨즈가 절단된 것으로 판정할 수 있다.
도 9는 퓨즈 어셈블리를 진단하는 데에 이용 가능한 제3 실시예에 따른 진단 테이블을 예시적으로 보여준다.
도 9를 참조하면, 진단 테이블(900)은, 제1 팩 상태와 제2 팩 상태 둘 모두에서 퓨즈 어셈블리(30)를 진단하는 데에 통합적으로 이용될 수 있다. 진단 테이블(900)은, 복수의 진단 범위와 복수의 조합 간의 대응관계를 나타내는 데이터 배열을 포함한다.
진단 테이블(900)은, 도 7의 진단 테이블(900)의 데이터와 도 8의 진단 테이블(900)의 데이터를 병합함으로써 획득될 수 있다. 이를 위해서는, 다음의 추가 조건 3 및 추가 조건 4를 만족할 것이 요구된다.
<추가 조건 3> : Amin#i > Bmax#i+1 (i = 1 ~ N-1 )
<추가 조건 4> : Bmin#i > Amax#i+1 (i = 1 ~ N-1 )
추가 조건 3 및 4는, 제1 팩 상태에 대한 진단 테이블(900)과 제2 팩 상태에 대한 진단 테이블(900)에 있어서, 공통 조합 외의 진단 범위 간의 중복을 방지하기 위한 것이다. 예를 들어, i≠j라고 할 때, 추가 조건 3 및 4이 만족되는 경우, 제1 팩 상태에 대한 진단 테이블(900)의 C#i에 대응하는 진단 범위는, 제2 팩 상태에 대한 진단 테이블(900)의 C#i에 대응하는 진단 범위에 적어도 부분적으로 중복되는 한편, 제2 팩 상태에 대한 진단 테이블(900)의 C#j에 대응하는 진단 범위에는 중복되지 않는다.
도 9를 참조하면, i=1~N이라고 할 때, Kmin#i = min(Amin#i, Bmin#i)이다. 즉, Kmin#i는, Amin#i와 Bmin#i 중 더 작은 것과 동일하다. 또한, Kmax#i = max(Amax#i, Bmax#i)이다. 즉, Kmax#i는, Amax#i와 Bmax#i 중 더 큰 것과 동일하다. 예컨대, Kmin#i = Amin#i이고, Kmax#i = Bmax#i일 수 있다. 이에 따라, 제1 팩 상태와 제2 팩 상태 중 어느 것인지에 무관하게, 복수의 퓨즈(F1~Fn) 각각이 정상인지 절단되었는지를 구별할 수 있다.
제어부(240)는, 진단값이 속하는 진단 범위에 대응하는 조합을 기초로, 퓨즈(F1~Fn) 각각의 절단 여부를 결정한다. 즉, i = 1 ~ N이라고 할 때, 진단값이 진단 범위 Kmin#i ~ Kmax#i 이내인 경우, C#i에 대응하는 퓨즈가 절단된 것으로 판정한다.
한편, i = 1 ~ N-1이라고 할 때, 진단값이 에러 범위 Kmin#i ~ Kmax#i+1 이내인 경우, 제어부(240)는 진단값의 연산 과정 중에 에러가 발생한 것으로 판정할 수 있다. 이 경우, 제어부(240)는, 알람 메시지를 인터페이스부(130)에게 출력할 수 있다. 대안적으로, 제어부(240)는, 진단값이 Kmax#i+1보다 Kmin#i에 가까운 경우, C#i에 대응하는 퓨즈가 절단된 것으로 판정하고, 진단값이 Kmin#i보다 Kmax#i+1에 가까운 경우, C#i+1에 대응하는 퓨즈가 절단된 것으로 판정할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 퓨즈 진단 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 단계 S1010에서, 제어부(240)는, 스위치(SW1)에게 전압 검출 명령(S1)을 출력한다.
단계 S1020에서, 제어부는, 전압 검출 회로(210)로부터 제1 샘플 전압(V1)을 검출한다.
단계 S1030에서, 제어부(240)는, 스위치(SW2)에게 전압 검출 명령(S2)을 출력한다.
단계 S1040에서, 제어부(240)는, 전압 검출 회로(220)로부터 제2 샘플 전압(V2)을 검출한다.
단계 S1050에서, 제어부(240)는, 제1 샘플 전압(V1)을 기초로, 배터리 전압을 결정한다.
단계 S1060에서, 제어부(240)는, 제2 샘플 전압(V2)을 기초로, 진단 전압을 결정한다.
단계 S1070에서, 제어부(240)는, 배터리 전압에 대한 진단 전압의 비율을 나타내는 진단값을 결정한다.
단계 S1080에서, 제어부(240)는, 진단 테이블의 복수의 진단 범위 중 진단값이 속하는 진단 범위가 존재하는지 판정한다. 제어부(240)는, 제1 팩 상태에서는 진단 테이블(700) 또는 진단 테이블(900)을 이용한다. 제어부(240)는, 제2 팩 상태에서는 진단 테이블(800) 또는 진단 테이블(900)을 이용한다. 단계 S1080의 값이 "예"인 경우, 단계 S1085로 진행된다. 단계 S1080의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S1095로 진행된다.
단계 S1085에서, 제어부(240)는, 진단값이 속하는 진단 범위에 대응하는 조합을 기초로, 복수의 퓨즈(F1~Fn) 각각의 절단 여부를 결정한다.
단계 S1090에서, 제어부(240)는, 복수의 퓨즈(F1~Fn) 각각의 절단 여부를 나타내는 진단 메시지를 출력한다. 진단 메시지는 인터페이스부(120)에 의해 수신될 수 있다.
단계 S1095에서, 제어부(240)는, 진단값의 비정상을 나타내는 알람 메시지를 출력한다. 알람 메시지는 인터페이스부(120)에 의해 수신될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
10: 배터리 팩
20: 배터리 모듈
30: 퓨즈 어셈블리
40: 커넥터
100: 배터리 관리 시스템
110: 전류 센서
120: 인터페이스부
200: 퓨즈 진단 장치
210, 220: 전압 검출 회로
230: 저항 어셈블리
240: 제어부

Claims (11)

  1. 각각의 제1 단이 배터리 모듈의 양극 단자에 연결되는 복수의 퓨즈를 위한 퓨즈 진단 장치에 있어서,
    상기 배터리 모듈의 상기 양극 단자와 검출 노드 간에 직렬 연결되는, 보호 저항 소자 및 제1 스위치를 포함하는 제1 전압 검출 회로;
    저항 어셈블리 및 제2 스위치를 포함하는 제2 전압 검출 회로; 및
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치에 동작 가능하게 결합된 제어부를 포함하되,
    상기 저항 어셈블리는, 각각의 제1 단이 상기 복수의 퓨즈 각각의 제2 단에 일대일로 연결되고, 각각의 제2 단이 공통 노드에 연결되는 복수의 보호 저항 소자를 포함하고,
    상기 제2 스위치는, 상기 공통 노드와 상기 검출 노드 간에 연결되고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 스위치가 턴 온되고 상기 제2 스위치가 턴 오프된 경우, 상기 검출 노드와 접지 간의 전압인 제1 샘플 전압을 검출하고,
    상기 제1 스위치가 턴 오프되고 상기 제2 스위치가 턴 온된 경우, 상기 검출 노드와 상기 접지 간의 전압인 제2 샘플 전압을 검출하고,
    상기 제1 샘플 전압 및 상기 제2 샘플 전압을 기초로, 상기 복수의 퓨즈 각각의 절단 여부를 결정하도록 구성되는 퓨즈 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공통 노드와 상기 검출 노드 간에 연결되는 검출 저항 소자를 더 포함하되,
    상기 제1 샘플 전압은, 상기 제1 스위치가 턴 온되고 상기 제2 스위치가 턴 오프된 경우의 상기 검출 저항 소자의 양단에 걸친 전압이고,
    상기 제2 샘플 전압은, 상기 제1 스위치가 턴 오프되고 상기 제2 스위치가 턴 온된 경우의 상기 검출 저항 소자의 양단에 걸친 전압인 퓨즈 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저항 어셈블리에 포함된 상기 복수의 보호 저항 소자는, 서로 다른 저항값을 가지는 퓨즈 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저항 어셈블리에 포함된 상기 복수의 보호 저항 소자로부터 선택 가능한 복수의 조합 각각의 병렬 합성 저항값은 서로 다른 퓨즈 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    진단 테이블을 저장하도록 구성되는 메모리를 포함하되,
    상기 진단 테이블은 복수의 진단 범위 및 상기 복수의 조합 간의 대응관계를 나타내는 퓨즈 진단 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 샘플 전압에 소정의 제1 변환 계수를 곱하여, 상기 배터리 모듈의 상기 양극 단자와 음극 단자 간의 전압을 나타내는 배터리 전압을 결정하고,
    상기 제2 샘플 전압에 소정의 제2 변환 계수를 곱하여 진단 전압을 결정하고,
    상기 배터리 전압에 대한 상기 진단 전압의 비율을 나타내는 진단값을 결정하고,
    상기 복수의 진단 범위 중, 상기 진단값이 속하는 진단 범위를 결정하고,
    상기 복수의 조합 중, 상기 결정된 진단 범위에 대응하는 조합을 기초로, 상기 복수의 퓨즈 각각의 절단 여부를 결정하도록 구성되는 퓨즈 진단 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 진단값이 상기 복수의 진단 범위 외의 비진단 범위에 속하는 경우, 상기 진단값의 비정상을 나타내는 알람 메시지를 출력하도록 구성되는 퓨즈 진단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    복수의 보호 커패시터를 더 포함하되,
    상기 복수의 보호 커패시터 각각의 제1 단은, 상기 복수의 퓨즈 각각의 상기 제2 단에 일대일로 연결되고,
    상기 복수의 보호 커패시터 각각의 제2 단은, 상기 접지에 연결되는 퓨즈 진단 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 퓨즈 진단 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템.
  10. 제9항에 따른 상기 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 팩.
  11. 복수의 퓨즈 각각의 제1 단이 연결된 배터리 모듈의 양극 단자와 검출 노드 간에 직렬 연결되는, 보호 저항 소자 및 제1 스위치를 포함하는 제1 전압 검출 회로; 저항 어셈블리 및 제2 스위치를 포함하는 제2 전압 검출 회로; 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치에 동작 가능하게 결합된 제어부를 포함하는 퓨즈 진단 장치를 이용한 퓨즈 진단 방법에 있어서,
    상기 제어부가, 상기 제1 스위치가 턴 온되고 상기 제2 스위치가 턴 오프된 경우, 상기 검출 노드와 접지 간의 전압인 제1 샘플 전압을 검출하는 단계;
    상기 제어부가, 상기 제1 스위치가 턴 오프되고 상기 제2 스위치가 턴 온된 경우, 상기 검출 노드와 상기 접지 간의 전압인 제2 샘플 전압을 검출하는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 제1 샘플 전압 및 상기 제2 샘플 전압을 기초로, 상기 복수의 퓨즈 각각의 절단 여부를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 저항 어셈블리는, 각각의 제1 단이 상기 복수의 퓨즈 각각의 제2 단에 일대일로 연결되고, 각각의 제2 단이 공통 노드에 연결되는 복수의 보호 저항 소자를 포함하고,
    상기 제2 스위치는, 상기 공통 노드와 상기 검출 노드 간에 연결되는 퓨즈 진단 방법.
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